JP2019007604A

JP2019007604A - Valve device

Info

Publication number: JP2019007604A
Application number: JP2017126335A
Authority: JP
Inventors: 奨藤井; Susumu Fujii; 浩和大田; Hirokazu Ota
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2017-06-28
Publication date: 2019-01-17
Anticipated expiration: 2037-06-28
Also published as: JP6852595B2

Abstract

To provide a valve device which is available for a long term even under a special environment such as a high-temperature acidic or acidified atmosphere.SOLUTION: The present invention relates to a valve device configured to adjust a flow rate in accordance with a distance between a plug 12 and a valve seat. The plug 12 is configured by including: a plug contact head 31 in contact with the valve seat; and a plug main body 21 which is coupled with the plug contact head 31. The plug 12 is configured by fitting a coupling recess 23 of the plug main body 21 with a coupling projection 32 of the plug contact head 31. The plug contact head 31 is made of ceramics, and the plug main body 21 is made of a metal of which the thermal expansion coefficient is higher than that of the ceramics. Thus, a stress caused by thermal expansion that occurs in a coupling part with the ceramics can be mitigated, and the lifetime of the plug can be prevented from being shortened, such that the valve device is available for a long term.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、弁装置に関する。さらに詳しくは、プラグ（弁体）とバルブシート（弁座）の間の距離により流量を調整する弁装置に関する。 The present invention relates to a valve device. More specifically, the present invention relates to a valve device that adjusts the flow rate according to the distance between a plug (valve element) and a valve seat (valve seat).

プラント設備などでは、物質の複数の相（気相、液相または固相）が混じりあう混相流の状態で物質が搬送されることがある。このような混相流では、混相流が接する部材において、混相流の状態で物質が搬送される固体粒子の衝突による摩耗やキャビテーションによる摩耗が発生しやすい。よって、プラント設備を構成する装置への物質の流出口または流入口に設けられる弁装置の部材は、高い耐摩耗性が要求される。 In a plant facility or the like, a substance may be transported in a mixed phase flow in which a plurality of phases (gas phase, liquid phase, or solid phase) of the substance are mixed. In such a multiphase flow, wear due to collision of solid particles to which a substance is conveyed in the state of multiphase flow or wear due to cavitation tends to occur in a member in contact with the multiphase flow. Therefore, the member of the valve apparatus provided in the outflow port or the inflow port of the substance to the apparatus constituting the plant facility is required to have high wear resistance.

図５に従来の弁装置５０の正面断面図を示す。この弁装置５０では、バルブ本体５１に固定されたバルブシート５４に対して、プラグ５２を上下に動作させ、プラグ５２とバルブシート５４との間の距離により弁装置５０を流れる流量を調整する。プラグ５２は、プラグガイド５３により案内され、ステム５５により上下に動作させられる。弁装置５０では、図５の矢印で示すように、流体が水平方向（図５の紙面上左から右）から流入し、プラグ５２とバルブシート５４との間の縮流部を通過して、鉛直方向（図５の紙面上上から下）に流出する。この流体が、高温高圧である場合、弁装置５０内部の減圧段階で流体の一部が気化し、気液混合流体となる場合がある。また、縮流部では、減圧によりキャビテーションが発生しやすい。 FIG. 5 shows a front sectional view of a conventional valve device 50. In the valve device 50, the plug 52 is moved up and down with respect to the valve seat 54 fixed to the valve body 51, and the flow rate flowing through the valve device 50 is adjusted according to the distance between the plug 52 and the valve seat 54. The plug 52 is guided by a plug guide 53 and moved up and down by a stem 55. In the valve device 50, as shown by the arrows in FIG. 5, the fluid flows in from the horizontal direction (from the left to the right in the drawing of FIG. 5), passes through the contracted portion between the plug 52 and the valve seat 54, It flows out in the vertical direction (from the top to the bottom in FIG. 5). When this fluid is a high temperature and high pressure, a part of the fluid may be vaporized in the pressure reducing step inside the valve device 50 to become a gas-liquid mixed fluid. Further, in the contracted portion, cavitation is likely to occur due to reduced pressure.

特許文献１では、弁座および弁頭が固体タングステンカーバイドからなる制御弁が開示され、特許文献２では、上記の混相流の状態で搬送される物質に接触するプラグの一部にタングステンカーバイドを含有した超硬材料の焼結体を用いた弁が開示されている。特許文献２について具体的に説明すると、特許文献１の図５にあるように、所定の物質に接触する弁体頭部の中心に位置する芯部の外周にタングステンカーバイドが配置されている。 Patent Document 1 discloses a control valve in which a valve seat and a valve head are made of solid tungsten carbide, and Patent Document 2 contains tungsten carbide in a part of a plug that comes into contact with the material conveyed in the above-described mixed phase flow. A valve using a sintered body of a superhard material is disclosed. If it demonstrates concretely about patent document 2, as shown in FIG. 5 of patent document 1, tungsten carbide is arrange | positioned on the outer periphery of the core part located in the center of the valve body head which contacts a predetermined substance.

特表２０１３−５３９５２６号公報Special table 2013-539526 gazette 特開２０１０−１２１７３５号公報JP 2010-121735 A

タングステンカーバイドは、工具等に用いられているように、高硬度であり耐摩耗性に優れている。しかるに、特定の雰囲気、特に高温酸性および酸性化雰囲気などでは摩耗が激しくなり本来の特性を十分に発揮できないという問題がある。
また、高温酸性および酸性化雰囲気などでの耐摩耗性に優れる材料であるセラミックスで弁体頭部を構成することも可能であるが、弁体そのものは金属製であるため、セラミックスの弁体頭部を金属製の弁体に固定した場合、熱膨張係数の差からセラミックスの割れ等が生じやすくなる。
さらに、特許文献１の弁体の場合、タングステンカーバイド製の弁体頭部と弁ステムが一体に形成されているため、弁体頭部が摩耗した場合に、弁体全体を交換する必要があるという問題がある。
本発明は上記事情に鑑み、高温酸性および酸化性雰囲気など、特殊な環境下でも長期間に亘って使用することが可能な弁装置を提供することを目的とする。 Tungsten carbide has high hardness and excellent wear resistance, as used in tools and the like. However, there is a problem that in a specific atmosphere, in particular, high temperature acidification and acidification atmosphere, the wear becomes severe and the original characteristics cannot be fully exhibited.
It is also possible to make the valve body head with ceramics, which is a material with excellent wear resistance in high-temperature acidic and acidified atmospheres, but the valve body itself is made of metal, so the ceramic valve body head When the part is fixed to a metal valve body, ceramic cracks and the like are likely to occur due to the difference in thermal expansion coefficient.
Furthermore, in the case of the valve body of Patent Document 1, since the valve body head made of tungsten carbide and the valve stem are integrally formed, it is necessary to replace the entire valve body when the valve body head is worn. There is a problem.
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a valve device that can be used for a long period of time even in a special environment such as a high-temperature acidic and oxidizing atmosphere.

第１発明の弁装置は、プラグとバルブシート間の距離により流量を調整する弁装置であって、前記プラグは、前記バルブシートと接するプラグ接頭部と、該プラグ接頭部と結合されているプラグ本体とを含んで構成され、前記プラグ本体の結合凹部と、前記プラグ接頭部の結合凸部とが嵌めあわされることで前記プラグが構成されており、前記プラグ接頭部はセラミックス製であるとともに、前記プラグ本体は、前記セラミックスよりも熱膨張率が大きい金属製であることを特徴とする。
第２発明の弁装置は、第１発明において、前記結合凹部、および前記結合凸部のうち少なくとも一方には接着剤用溝が設けられていることを特徴とする。
第３発明の弁装置は、第２発明において、前記結合凹部、および前記結合凸部のいずれにも接着剤用溝が設けられており、前記プラグ接頭部と前記プラグ本体とを嵌め合わせたときに、前記結合凹部の接着剤用溝と、前記結合凸部の接着剤用溝とが重なることを特徴とする。
第４発明の弁装置は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、前記プラグ接頭部が、酸化アルミニウムであることを特徴とする。
第５発明の弁装置は、第１発明から第４発明の何れかにおいて、ニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物を含んだスラリーを加圧浸出するオートクレーブに備えられており、
加圧浸出後のスラリーの抜取に用いられていることを特徴とする。 A valve device according to a first aspect of the present invention is a valve device that adjusts a flow rate according to a distance between a plug and a valve seat, and the plug includes a plug prefix contacting the valve seat, and a plug coupled to the plug prefix. The plug is configured by fitting a coupling concave portion of the plug main body and a coupling convex portion of the plug prefix, and the plug prefix is made of ceramics. The plug body is made of a metal having a larger coefficient of thermal expansion than the ceramic.
The valve device according to a second aspect is characterized in that, in the first aspect, an adhesive groove is provided in at least one of the coupling concave portion and the coupling convex portion.
The valve device according to a third aspect of the present invention is the valve device according to the second aspect, wherein an adhesive groove is provided in both the coupling concave portion and the coupling convex portion, and the plug prefix portion and the plug body are fitted together. Further, the adhesive groove of the coupling concave portion and the adhesive groove of the coupling convex portion overlap each other.
In the valve device according to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the plug prefix is aluminum oxide.
A valve device according to a fifth invention is provided in the autoclave according to any one of the first invention to the fourth invention, wherein the slurry containing nickel and cobalt containing mixed sulfide is leached under pressure.
It is used for extracting the slurry after pressure leaching.

第１発明によれば、プラグ本体の結合凹部が、セラミックスに比べて熱膨張係数の大きい金属製であることにより、セラミックスとの結合部に発生する、熱膨張による応力を緩和することができ、セラミックスの破損を防止することができる。この点でプラグの寿命が縮むことを防止でき、弁装置を長期間に亘って使用することができる。また、プラグ接頭部がセラミックス製であることにより、混相流に接する部材が高い耐摩耗性を有するので、この点でも、弁装置を長期間に亘って使用することができる。
第２発明によれば、結合凹部、および結合凸部のうち少なくとも一方には接着剤用溝が設けられていることにより、接着剤を接着剤用溝に保持することができるので、固定を確実にすることができる。
第３発明によれば、プラグ接頭部とプラグ本体とを嵌め合わせたときに、結合凹部の接着剤用溝と、結合凸部の接着剤用溝とが重なっていることにより、これらの溝の中に保持されている接着剤同士が結合して、リング状の嵌合材を形成するので、さらに固定を確実にすることができる。
第４発明によれば、プラグ接頭部が酸化アルミニウムであることにより、高温酸性および酸化性雰囲気などでも耐摩耗性が失われることがなく、この雰囲気下での弁装置を長期間に亘って使用することができる。
第５発明によれば、ニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物を含んだスラリーを加圧浸出するオートクレーブに設けられており、加圧浸出後のスラリーの抜取に用いられていることにより、弁装置の破損および摩耗が抑制されることで、プラント設備の稼働率や生産性を向上させることができる。 According to the first invention, the coupling recess of the plug body is made of a metal having a larger thermal expansion coefficient than that of ceramics, so that stress caused by thermal expansion generated at the coupling part with ceramics can be relaxed, Breakage of ceramics can be prevented. In this respect, the life of the plug can be prevented from being shortened, and the valve device can be used for a long period of time. Further, since the plug prefix portion is made of ceramics, the member in contact with the multiphase flow has high wear resistance, so that the valve device can be used for a long time also in this respect.
According to the second invention, since the adhesive groove is provided in at least one of the coupling recess and the coupling projection, the adhesive can be held in the adhesive groove, so that the fixing is ensured. Can be.
According to the third invention, when the plug prefix portion and the plug main body are fitted together, the adhesive groove of the coupling concave portion and the adhesive groove of the coupling convex portion overlap with each other. Since the adhesive held inside is bonded to form a ring-shaped fitting material, the fixing can be further ensured.
According to the fourth invention, since the plug prefix is aluminum oxide, the wear resistance is not lost even in a high-temperature acidic and oxidizing atmosphere, and the valve device in this atmosphere is used for a long period of time. can do.
According to 5th invention, it is provided in the autoclave which carries out pressure leaching of the slurry containing the mixed sulfide containing nickel and cobalt, and is used for extraction of the slurry after pressure leaching. By suppressing damage and wear, the operating rate and productivity of plant equipment can be improved.

本発明の一実施形態に係る弁装置の要部を拡大した正面断面図である。It is front sectional drawing to which the principal part of the valve apparatus which concerns on one Embodiment of this invention was expanded. 図１の弁装置を構成するプラグの正面断面図である。It is front sectional drawing of the plug which comprises the valve apparatus of FIG. 図２のプラグの組立前の正面図である。It is a front view before the assembly of the plug of FIG. 図２のプラグの要部を拡大した断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the plug of FIG. 2. 従来の弁装置の要部を拡大した正面断面図である。It is front sectional drawing to which the principal part of the conventional valve apparatus was expanded.

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための弁装置を例示するものであって、本発明は弁装置を以下のものに特定しない。なお、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a valve device for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the valve device as follows. In the following description, the same name and reference sign indicate the same or the same members, and the detailed description will be omitted as appropriate.

図１には、本発明の一実施形態に係る弁装置１０の要部を拡大した正面断面図を示す。本発明の一実施形態に係る弁装置１０では、バルブ本体１１に固定されたバルブシート１４に対して、プラグ１２を上下に動作させ、プラグ１２とバルブシート１４との間の距離により弁装置１０を流れる流体の流量を調整する。プラグ１２は、プラグガイド１３により案内され、ステム１５により上下に駆動させられる。弁装置１０では、図１の矢印で示すように、流体が水平方向（図１の紙面上左から右）から流入し、プラグ１２とバルブシート１４との間の縮流部を通過して、鉛直方向（図１の紙面上上から下）に流出する。本発明の弁装置１０は、例えば高温の流体を流すことにより弁装置１０内部が、高温となってもプラグ１２に熱膨張係数の違いによる破損が発生しにくく、また酸性および酸化性雰囲気になってもプラグ１２が摩耗することを抑制するので、弁装置１０を長期に亘って安定的に使用することができる。 FIG. 1 is an enlarged front sectional view of a main part of a valve device 10 according to an embodiment of the present invention. In the valve device 10 according to the embodiment of the present invention, the plug 12 is moved up and down with respect to the valve seat 14 fixed to the valve body 11, and the valve device 10 is determined by the distance between the plug 12 and the valve seat 14. Adjust the flow rate of fluid flowing through. The plug 12 is guided by a plug guide 13 and is driven up and down by a stem 15. In the valve device 10, as shown by the arrow in FIG. 1, the fluid flows in from the horizontal direction (from left to right on the paper surface of FIG. 1), passes through the contracted portion between the plug 12 and the valve seat 14, It flows out in the vertical direction (from the top to the bottom in FIG. 1). In the valve device 10 of the present invention, for example, even when the temperature of the valve device 10 becomes high by flowing a high-temperature fluid, the plug 12 is less likely to be damaged due to the difference in thermal expansion coefficient, and has an acidic and oxidizing atmosphere. However, since the plug 12 is prevented from being worn, the valve device 10 can be used stably over a long period of time.

図２には、本実施形態に係る弁装置１０を構成するプラグ１２の正面断面図を、図３には、このプラグ１２の組立前の正面図を、図４には、プラグ１２の要部を拡大した断面図を示す。図３では、理解を容易にするために、プラグ１２を構成するプラグ本体２１については、図３の左半分が断面図となっている。また図４の要部とは、プラグ本体２１の結合凹部２３と、プラグ接頭部３１の結合凸部３２とが合わさった箇所である。 2 is a front sectional view of the plug 12 constituting the valve device 10 according to the present embodiment, FIG. 3 is a front view before the plug 12 is assembled, and FIG. Sectional drawing which expanded was shown. In FIG. 3, for easy understanding, the left half of FIG. 3 is a cross-sectional view of the plug main body 21 constituting the plug 12. 4 is a portion where the coupling concave portion 23 of the plug body 21 and the coupling convex portion 32 of the plug prefix 31 are combined.

本実施形態のプラグ１２は、バルブシート１４と接触するプラグ接頭部３１と、このプラグ接頭部３１と結合されるプラグ本体２１とを含んで構成されている。そして、プラグ本体２１の結合凹部２３と、プラグ接頭部３１の結合凸部３２とが嵌め合わされることでプラグ１２が構成されている。 The plug 12 of this embodiment includes a plug prefix 31 that contacts the valve seat 14 and a plug body 21 that is coupled to the plug prefix 31. The coupling recess 23 of the plug body 21 and the coupling projection 32 of the plug prefix 31 are fitted together to constitute the plug 12.

プラグ本体２１は、略円柱形状であり、図２の紙面上の上側には、ステム１５と結合するためのステム用ねじ孔２２が設けられ、下側には、プラグ接頭部３１と嵌め合わせるための結合凹部２３が設けられている。プラグ本体２１の下側の結合凹部２３は、プラグ本体２１の下側に開口した孔であり、断面が円形状である。この結合凹部２３の内周面には、接着剤２６を保持するための第１接着剤用溝２４が設けられている。 The plug main body 21 has a substantially cylindrical shape, and is provided with a stem screw hole 22 for coupling with the stem 15 on the upper side of the paper surface of FIG. 2 and for fitting with the plug prefix 31 on the lower side. The coupling recess 23 is provided. The coupling recess 23 on the lower side of the plug body 21 is a hole opened on the lower side of the plug body 21 and has a circular cross section. A first adhesive groove 24 for holding the adhesive 26 is provided on the inner peripheral surface of the coupling recess 23.

図３に示すように、この第１接着剤用溝２４は、結合凹部２３の内周面に、円周方向に沿って３本互いに平行になるように設けられている。すなわち、３本の第１接着剤用溝２４は、プラグ本体２１の軸心と垂直な平面内にそれぞれ設けられており、これらの第１接着剤用溝２４は互いに連結していない。第１接着剤用溝２４の断面形状は半円状であるが、加工方法によっては三角形となる場合もある。 As shown in FIG. 3, three first adhesive grooves 24 are provided on the inner peripheral surface of the coupling recess 23 so as to be parallel to each other along the circumferential direction. That is, the three first adhesive grooves 24 are respectively provided in a plane perpendicular to the axis of the plug body 21, and these first adhesive grooves 24 are not connected to each other. The cross-sectional shape of the first adhesive groove 24 is semicircular, but may be a triangle depending on the processing method.

プラグ本体２１は、プラグ接頭部３１の材質として採用されている酸化アルミニウム等のセラミックスよりも熱膨張率が大きい金属製であり、加工の容易性や、耐食性、入手性を考慮してステンレス製である。より詳しくは、オーステナイト系ステンレスであるＳＵＳ３１６が望ましい。 The plug body 21 is made of a metal having a larger coefficient of thermal expansion than ceramics such as aluminum oxide, which is adopted as the material of the plug prefix 31, and is made of stainless steel in consideration of ease of processing, corrosion resistance, and availability. is there. More specifically, SUS316, which is an austenitic stainless steel, is desirable.

プラグ接頭部３１は、バルブシート１４と接触する部材であり、先端部３１ａは、円柱形状であって、バルブシート１４へのプラグ接頭部３１のガイドを行う部分である。シート接触部３１ｂは、バルブシート１４と直接接触する部分であり、円錐台形状をしている。また、図２の紙面上の上側には、プラグ本体２１と嵌め合わせるための結合凸部３２が設けられている。結合凸部３２は、円柱形状をしており、この円柱形状部の直径は、プラグ本体２１の結合凹部２３と遊嵌する程度の大きさである。また、この円柱形状の外側には、接着剤２６を保持するための第２接着剤用溝３３が設けられている。 The plug prefix portion 31 is a member that comes into contact with the valve seat 14, and the tip portion 31 a has a cylindrical shape and is a portion that guides the plug prefix portion 31 to the valve seat 14. The seat contact portion 31b is a portion that directly contacts the valve seat 14 and has a truncated cone shape. Further, on the upper side on the paper surface of FIG. 2, a coupling convex portion 32 for fitting with the plug main body 21 is provided. The coupling convex part 32 has a cylindrical shape, and the diameter of the cylindrical part is large enough to be loosely fitted to the coupling concave part 23 of the plug body 21. Further, a second adhesive groove 33 for holding the adhesive 26 is provided on the outer side of the cylindrical shape.

この第２接着剤用溝３３は、結合凸部３２の外周面に、円周方向に沿って３本互いに平行になるように設けられている。すなわち、３本の第２接着剤用溝３３は、プラグ接頭部３１の軸心と垂直な平面内に設けられており、これらの第２接着剤用溝３３は互いに連結していない。第２接着剤用溝３３の断面形状は、半円状であるが、加工方法によっては三角形となる場合もある。また、結合凸部３２に設けられている第２接着剤用溝３３の断面形状の断面積は、結合凹部２３に設けられている第１接着剤用溝２４の断面形状の断面積よりも小さい。さらに、結合凹部２３に結合凸部３２が嵌めあわされ、所定の位置に配置された場合に、結合凸部３２の第２接着剤用溝３３と、結合凹部２３の第１接着剤用溝２４と重なるように、結合凸部３２の第２接着剤用溝３３が配置される。 The second adhesive grooves 33 are provided on the outer peripheral surface of the coupling convex portion 32 so as to be parallel to each other along the circumferential direction. That is, the three second adhesive grooves 33 are provided in a plane perpendicular to the axis of the plug prefix portion 31, and these second adhesive grooves 33 are not connected to each other. The cross-sectional shape of the second adhesive groove 33 is semicircular, but may be a triangle depending on the processing method. The cross-sectional area of the cross-sectional shape of the second adhesive groove 33 provided in the coupling convex portion 32 is smaller than the cross-sectional area of the cross-sectional shape of the first adhesive groove 24 provided in the coupling concave portion 23. . Further, when the coupling convex portion 32 is fitted into the coupling concave portion 23 and disposed at a predetermined position, the second adhesive groove 33 of the coupling convex portion 32 and the first adhesive groove 24 of the coupling concave portion 23 are arranged. The second adhesive groove 33 of the coupling convex portion 32 is disposed so as to overlap with the.

ここで、第１接着剤用溝２４と第２接着剤用溝３３とが重なるとは、図４に示すように、第１接着剤用溝２４内に保持された接着剤２６と、第２接着剤用溝３３内に保持された接着剤２６とが合わさって、塊を形成することができるような位置関係を言い、具体的には、プラグ本体２１の下先端から第１接着剤用溝２４までの距離と、このプラグ本体２１の下先端が接触するプラグ接頭部３１の肩部から第２接着剤用溝３３までの距離が概略等しいことを意味する。なお、第１接着剤用溝２４と第２接着剤用溝３３との重なり部分は、望ましくは結合凸部３２の外周全周に亘ることが望ましいが、その一部のみ重なる場合もある。 Here, the first adhesive groove 24 and the second adhesive groove 33 overlap, as shown in FIG. 4, with the adhesive 26 held in the first adhesive groove 24 and the second adhesive groove. The positional relationship is such that the adhesive 26 held in the adhesive groove 33 can be combined to form a lump, and specifically, the first adhesive groove from the lower tip of the plug body 21. This means that the distance to 24 and the distance from the shoulder of the plug prefix 31 to which the lower end of the plug body 21 contacts to the second adhesive groove 33 are approximately equal. The overlapping portion of the first adhesive groove 24 and the second adhesive groove 33 desirably extends over the entire outer periphery of the coupling convex portion 32, but only a part thereof may overlap.

プラグ接頭部３１は、耐摩耗性を考慮して、セラミックス製である。工業的に使用されることが多いファインセラミックスとしては例えば、窒化ホウ素、窒化ケイ素、フェライトなどがあるが、本実施形態では、高温酸性および酸化性雰囲気での耐摩耗性を考慮して、プラグ接頭部３１の材質は酸化アルミニウムである。 The plug prefix 31 is made of ceramics in consideration of wear resistance. Examples of fine ceramics that are often used industrially include boron nitride, silicon nitride, and ferrite. In this embodiment, in consideration of wear resistance in a high temperature acidic and oxidizing atmosphere, a plug prefix is used. The material of the part 31 is aluminum oxide.

プラグ本体２１とプラグ接頭部３１との結合は、接着剤２６を用い、具体的には高温用二液混合接着剤を用いて行う。例えば、エポキシ系の熱硬化樹脂を使用することができる。プラグ本体２１とプラグ接頭部３１とを結合する際には、この二液混合接着剤の二液を事前に混合し、プラグ本体２１の結合凹部２３の内面と、プラグ接頭部３１の結合凸部３２とにそれぞれ塗布し、結合凹部２３と結合凸部３２とを嵌め合わせる。 The plug body 21 and the plug prefix 31 are joined using an adhesive 26, specifically, a high-temperature two-component mixed adhesive. For example, an epoxy thermosetting resin can be used. When the plug body 21 and the plug prefix 31 are coupled, the two liquids of the two-component mixed adhesive are mixed in advance, and the inner surface of the coupling recess 23 of the plug body 21 and the coupling protrusion of the plug prefix 31 are combined. 32, and the coupling concave portion 23 and the coupling convex portion 32 are fitted together.

なお、本実施形態では、プラグ本体２１の結合凹部２３と、プラグ接頭部３１の結合凸部３２の両方に第１接着剤用溝２４および第２接着剤用溝３３が設けられている場合について記載したが、この構成に限定されるものではない。例えば、プラグ接頭部３１の結合凸部３２のみに設けることも可能であり、プラグ本体２１の結合凹部２３のみに設けることも可能である。 In the present embodiment, the first adhesive groove 24 and the second adhesive groove 33 are provided in both the coupling recess 23 of the plug body 21 and the coupling projection 32 of the plug prefix 31. Although described, it is not limited to this configuration. For example, it can be provided only in the coupling convex part 32 of the plug prefix 31, or can be provided only in the coupling concave part 23 of the plug body 21.

本実施形態の弁装置１０のバルブシート１４は、プラグ接頭部３１の材料と同じく酸化アルミニウムである。また他の部分は、弁装置１０を流れる流体により適宜決定されるが、プラグ本体２１と同じ素材であるＳＵ３１６Ｌが望ましい。 The valve seat 14 of the valve device 10 of the present embodiment is made of aluminum oxide as is the material of the plug prefix 31. The other parts are appropriately determined by the fluid flowing through the valve device 10, but SU316L, which is the same material as the plug body 21, is desirable.

プラグ本体２１の結合凹部２３が、セラミックス（酸化アルミニウムで、７．０−７．７×１０^−６／℃）に比べて線膨張係数（熱膨張率）の大きい金属、例えばステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌで、１６．０−１６．２×１０^−６／℃）であることにより、熱膨張による応力が緩和され易く、この点でプラグ１２の寿命が縮むことを防止でき、弁装置１０を長期間に亘って使用することができる。例えば、本発明とは逆に、セラミックス製のプラグ接頭部で凹部を形成し、ステンレス製のプラグ本体で凹部を形成した場合、ステンレスの熱膨張による応力が全てセラミックス側に働くので、セラミックス製のプラグ接頭部が割れ易くなる。また、プラグ接頭部３１がセラミックス製であることにより、混相流に接する部材が高い耐摩耗性を有するので、この点でも弁装置１０を長期間に亘って使用することができる。 The coupling recess 23 of the plug body 21 is a metal having a large linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) compared to ceramics (aluminum oxide, 7.0-7.7 × 10 ⁻⁶ / ° C.), such as stainless steel (SUS316L, 16.0-16.2 × 10 ⁻⁶ / ° C.), the stress due to thermal expansion can be easily relieved, and the life of the plug 12 can be prevented from being shortened in this respect, and the valve device 10 can be maintained over a long period of time. Can be used. For example, contrary to the present invention, when the concave portion is formed with a ceramic plug prefix and the concave portion is formed with a stainless steel plug body, all the stress due to the thermal expansion of stainless steel acts on the ceramic side. The plug prefix is easy to break. Further, since the plug prefix portion 31 is made of ceramics, the member in contact with the multiphase flow has high wear resistance, so that the valve device 10 can be used for a long period of time.

結合凹部２３、および結合凸部３２のうち少なくとも一方には第１接着剤用溝２４または第２接着剤用溝３３が設けられていることにより、接着剤を第１接着剤用溝２４または第２接着剤用溝３３に保持することができるので、接着力を高めることができる。また、接着剤同士が結合してリング状の嵌合材を形成するので、プラグ接頭部３１がプラグ本体２１から外れ難くなる。 At least one of the coupling recess 23 and the coupling projection 32 is provided with the first adhesive groove 24 or the second adhesive groove 33, so that the adhesive can be used as the first adhesive groove 24 or the first adhesive groove 24. 2 Since it can hold | maintain in the groove | channel 33 for adhesive agents, adhesive force can be raised. Further, since the adhesives are combined to form a ring-shaped fitting material, the plug prefix portion 31 is difficult to come off from the plug main body 21.

プラグ接頭部３１とプラグ本体２１とを嵌め合わせたときに、結合凸部３２の第２接着剤用溝３３と、結合凹部２３の第１接着剤用溝２４とが重なっていることにより、これらの溝の中に保持されている接着剤２６同士が結合して、さらに接着力を高めることができる。 When the plug prefix portion 31 and the plug main body 21 are fitted together, the second adhesive groove 33 of the coupling convex portion 32 and the first adhesive groove 24 of the coupling concave portion 23 overlap with each other. The adhesives 26 held in the grooves can be bonded to each other to further increase the adhesive force.

プラグ接頭部３１が酸化アルミニウムであることにより、高温酸性および酸化性雰囲気などでも耐摩耗性が失われることがなく、この雰囲気下での弁装置１０を長期間に亘って使用することができる。 Since the plug prefix 31 is made of aluminum oxide, the wear resistance is not lost even in a high-temperature acidic and oxidizing atmosphere, and the valve device 10 in this atmosphere can be used for a long period of time.

本発明の弁装置１０は、好ましくは、ニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物を含んだスラリーを加圧浸出するためのオートクレーブに備えられ、加圧浸出後スラリーの抜取に用いることができる。本発明の弁装置１０により、抜取に用いられている弁装置の破損および摩耗を抑制することができ、プラント設備の稼働率や生産性を向上させることができる。以下、ニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物を含んだスラリーをオートクレーブによって加圧浸出するプロセスの一例として、硫酸ニッケルの製造プロセスについて説明する。 The valve device 10 of the present invention is preferably provided in an autoclave for pressure leaching a slurry containing a mixed sulfide containing nickel and cobalt, and can be used for extracting the slurry after pressure leaching. With the valve device 10 of the present invention, damage and wear of the valve device used for sampling can be suppressed, and the operating rate and productivity of plant equipment can be improved. Hereinafter, a nickel sulfate production process will be described as an example of a process in which a slurry containing a mixed sulfide containing nickel and cobalt is pressure leached by an autoclave.

硫酸ニッケルの原料としてニッケルおよびコバルトを含む混合硫化物（ＭＳ：Mixed Sulfide）が用いられる。このニッケル・コバルト混合硫化物は低ニッケル品位のニッケル酸化鉱石を加圧酸浸出（ＨＰＡＬ：High Pressure Acid Leaching）し、加圧酸浸出液から鉄などの不純物を除去した後、ニッケルイオンおよびコバルトイオンを含む浸出液に硫化水素ガスを吹き込む湿式硫化反応などによって得られたものである。ニッケル・コバルト混合硫化物の主成分はＮｉＳ等の硫化物である。 A mixed sulfide (MS) containing nickel and cobalt is used as a raw material for nickel sulfate. This nickel-cobalt mixed sulfide is a high pressure acid leaching (HPAL) of nickel oxide ore of low nickel grade, and after removing impurities such as iron from the pressure acid leaching solution, nickel ions and cobalt ions are removed. It is obtained by wet sulfidation reaction or the like in which hydrogen sulfide gas is blown into the leachate. The main component of the nickel / cobalt mixed sulfide is a sulfide such as NiS.

次にニッケル・コバルト混合硫化物に対して、レパルプ工程が実施される。このレパルプ工程において、ニッケル・コバルト混合硫化物は水などによりレパルプされスラリーとなる。レパルプ工程では、固体粉末状のニッケル・コバルト混合硫化物をレパルプ槽に投入し、水とともに混合、撹拌してスラリーを製造する。スラリーはオートクレーブに装入され加圧浸出に供される。 Next, the repulping process is performed on the nickel / cobalt mixed sulfide. In this repulping process, the nickel / cobalt mixed sulfide is repulped with water or the like to form a slurry. In the repulping process, a solid powdered nickel / cobalt mixed sulfide is put into a repulping bath, mixed with water and stirred to produce a slurry. The slurry is charged into an autoclave and subjected to pressure leaching.

次に加圧浸出工程が実施される。この加圧浸出工程では、オートクレーブによって混合硫化物に含まれるニッケルおよびコバルトが高圧空気により浸出される。例えば、オートクレーブに装入されるスラリーの固形分濃度は２００〜３００ｇ／Ｌ、流量は５０〜１００L／分である。オートクレーブ内の温度は１５０〜２２０℃、圧力はゲージ圧で１．７〜２．３ＭＰａである。 Next, a pressure leaching step is performed. In this pressure leaching step, nickel and cobalt contained in the mixed sulfide are leached by high-pressure air by an autoclave. For example, the solid content concentration of the slurry charged in the autoclave is 200 to 300 g / L, and the flow rate is 50 to 100 L / min. The temperature in the autoclave is 150 to 220 ° C., and the pressure is 1.7 to 2.3 MPa as a gauge pressure.

オートクレーブからは硫酸ニッケルと硫酸コバルトとの混合水溶液である加圧浸出液が排出される。加圧浸出液は降圧、冷却された後に次工程に供給され、硫酸ニッケルの製造に用いられる。このオートクレーブから浸出後のスラリーを抜取って、降圧装置（フラッシュタンク）に移送するための抜取り弁（オートクレーブのレベル調節弁）として、本発明の弁装置が最適に用いられる。 From the autoclave, a pressurized leachate which is a mixed aqueous solution of nickel sulfate and cobalt sulfate is discharged. The pressurized leachate is reduced in pressure and cooled, then supplied to the next step, and used for the production of nickel sulfate. The valve device of the present invention is optimally used as a removal valve (autoclave level control valve) for extracting the slurry after leaching from the autoclave and transferring it to a pressure reducing device (flash tank).

上記浸出後のスラリーは高温高圧であるのみならず、固いＭＳの浸出残渣を含んだスラリーであり、抜取り弁の縮流部で減圧されるため水分が気化し、弁装置の内部は気相と液相および固相が混じりあう混相流の状態となっている。 The slurry after leaching is not only high-temperature and high-pressure, but also slurry containing hard MS leaching residue, and since the pressure is reduced at the contraction part of the extraction valve, moisture is vaporized. The liquid phase and the solid phase are in a mixed phase flow.

１０弁装置
１２プラグ
１４バルブシート
２１プラグ本体
２３結合凹部
２４第１接着剤用溝
３１プラグ接頭部
３２結合凸部
３３第２接着剤用溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Valve apparatus 12 Plug 14 Valve seat 21 Plug main body 23 Connection recessed part 24 1st adhesive groove 31 Plug prefix part 32 Connection convex part 33 2nd adhesive groove

Claims

A valve device that adjusts the flow rate according to the distance between the plug and the valve seat,
The plug includes a plug prefix in contact with the valve seat, and a plug body coupled to the plug prefix.
The plug is configured by fitting the coupling concave portion of the plug body and the coupling convex portion of the plug prefix portion,
The plug prefix is made of ceramics, and the plug body is made of metal having a higher coefficient of thermal expansion than the ceramics.
A valve device characterized by that.

At least one of the coupling recess and the coupling projection is provided with an adhesive groove.
The valve device according to claim 1.

An adhesive groove is provided in each of the coupling concave portion and the coupling convex portion,
When the plug prefix and the plug body are fitted together,
The adhesive groove of the coupling recess and the adhesive groove of the coupling convex part overlap,
The valve device according to claim 2.

The plug prefix is aluminum oxide;
The valve device according to any one of claims 1 to 3, wherein:

It is provided in an autoclave for leaching a slurry containing a mixed sulfide containing nickel and cobalt under pressure,
Used to extract slurry after pressure leaching,
The valve device according to any one of claims 1 to 4, wherein: